package 算法基础模板.chapter_02;

import java.util.ArrayDeque;
import java.util.Deque;

/**
 * 单调队列
 * <p>
 * <p>
 * 常见模型：找出滑动窗口中的最大值/最小值
 *
 * <blockquote><pre>{@code
 * int hh = 0, tt = -1;
 * for (int i = 0; i < n; i ++ )
 * {
 * // 判断队头是否滑出窗口
 *     while (hh <= tt && check_out(q[hh])) hh ++ ;
 *     while (hh <= tt && check(q[tt], i)) tt -- ;
 *     q[ ++ tt] = i;
 * }
 * }
 *
 *
 *
 * 给定一个数组 nums 和滑动窗口的大小 k，请找出所有滑动窗口里的最大值。
 *
 * 示例:
 *
 * 输入: nums = [1,3,-1,-3,5,3,6,7], 和 k = 3
 * 输出: [3,3,5,5,6,7]
 * 解释:
 *
 *   滑动窗口的位置                最大值
 * ---------------               -----
 * [1  3  -1] -3  5  3  6  7       3
 *  1 [3  -1  -3] 5  3  6  7       3
 *  1  3 [-1  -3  5] 3  6  7       5
 *  1  3  -1 [-3  5  3] 6  7       5
 *  1  3  -1  -3 [5  3  6] 7       6
 *  1  3  -1  -3  5 [3  6  7]      7
 *
 * 来源：力扣（LeetCode）
 * 链接：https://leetcode-cn.com/problems/hua-dong-chuang-kou-de-zui-da-zhi-lcof
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 * @author Summerday
 */
public class MonotonicQueue {

    public static void main(String[] args) {
        int[] nums = new int[]{1, 3, -1, -3, 5, 3, 6, 7};
        int k = 3;
        maxSlidingWindow(nums, k);
    }

    static public int[] maxSlidingWindow(int[] nums, int k) {
        int n = nums.length;
        int[] res = new int[n - k + 1];

        Deque<Integer> queue = new ArrayDeque<>();

        for (int i = 0, j = 0; i < n; i++) {
            // 超过k个了
            if (!queue.isEmpty() && i - queue.peek() >= k) {
                queue.poll();
            }
            // 如果当前的数 比队尾的大, 之前队里的一定不是答案, 从后向前弹出
            while (!queue.isEmpty() && nums[i] > nums[queue.peekLast()]) {
                queue.pollLast();
            }
            // 最后将当前的这个放入
            queue.offer(i);
            // 保证形成窗口
            if (i >= k - 1) {
                res[j++] = nums[queue.peek()];
            }
        }
        return res;
    }

    public int[] maxSlidingWindow2(int[] nums, int k) {
        int n = nums.length;
        if (n == 0) return nums;
        int[] res = new int[n - k + 1];
        // 维护一个单调队列
        int[] q = new int[n];
        // hh为队头， tt为队尾
        int hh = 0, tt = -1;
        for (int i = 0, j = 0; i < n; i++) {
            // 队头出队的条件：超过k个了
            if (hh <= tt && i - q[hh] >= k) {
                hh++;
            }
            // 如果当前的数 比队尾的大, 之前队里的一定不是答案, 从后向前弹出
            while (hh <= tt && nums[i] > nums[q[tt]]) {
                tt--;
            }
            q[++tt] = i;
            // 保证可以形成长度为k的窗口
            if (i >= k - 1) {
                res[j++] = nums[q[hh]];
            }
        }
        return res;
    }

}
